Anfang März wurden die Ergebnisse eines Forschungsprojektes des Landes Baden-Württemberg vorgestellt.

© ipe Es funktioniert: Im Projekt »Cosolar« wurden erstmals CIS-Solarzellen auf biegsamen Edelstahlträgern verschaltet.

Ein auf drei Jahre befristetes Forschungsprojekt zu Dünnschichtsolartechnik des Landes Baden-Württemberg wurde zum 31. Dezember 2000 beendet. Auf einer Veranstaltung am 8. März haben die sechs beteiligten Institute jetzt ihre Ergebnisse vorgestellt. Das Projekt mit der Bezeichnung »Dünnschicht-Technologien für die Photovoltaik (Cosolar)« wurde vom baden-württembergischen Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst mit 4,8 Millionen Mark gefördert. Beteiligt waren das Institut für Physikalische Elektronik (ipe) und das Institut für Plasmaforschung, beide von der Universität Stuttgart, das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE), das Freiburger Materialforschungszentrum der Universität, die Fakultät Physik der Universität Konstanz sowie das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW).

Geforscht wurde an den beiden Materialien CIS und Silizium. Bei der CIS-Technik ging es vor allem um die Herstellung flexibler Solarzellen unter Verwendung von Stahl und Kunststoff als Untergrund für die CIS-Solarzellen. Hier wurde laut Hansjörg Gabler, Bereichsleiter Photovoltaik am ZSW, erstmals ein biegsames CIS-Modul auf Edelstahlfolie hergestellt, das mit 10 mal 10 Zentimetern jedoch kaum größer ist als ein Bierdeckel. Die beste in diesem Mini-Modul verwendete CIS-Solarzelle hat einen Wirkungsgrad von 13,8 Prozent, das Gesamtmodul kommt lediglich auf zwei Prozent. Bei CIS-Modulen auf Kunststoffsubstrat ist man schon etwas weiter: Das beste Modul auf Kunststoff, ebenfalls mit einer Größe von 10 mal 10 Zentimetern, kommt auf 4,5 Prozent.

Auch die Arbeitsgruppen, die sich mit Silizium als Dünnschichtmaterial beschäftigt haben, konnten interessante Ergebnisse vorweisen. So sei es gelungen, erklärt Gabler, die Barrierewirkung von Zwischenschichten bei Siliziumdünnschichtmodulen zu verbessern und damit zu verhindern, dass Fremdstoffe aus dem Keramikbasismaterial in die darauf aufgedampfte Siliziumschicht diffundieren. Weiterhin wurden durch Abtragung dünner Schichten von monokristallinen Siliziumkristallen Siliziumdünnschichtzellen mit bis zu 14 Prozent Wirkungsgrad hergestellt. »Das ist Weltspitze«, lobt Gabler die am ipe hergestellten vier Quadratzentimeter großen »Silizium-Transfer-Solarzellen«, wie Fachleute diese Dünnschichtzellen nennen.

Das Fraunhofer Institut sowie die Universität Konstanz waren erfolgreich bei der Abscheidung dünner kristalliner Siliziumzellen auf Zirkonsilikatkeramik durch CVD-Abscheidung von reinem Silizium aus der Gasphase beziehungsweise metallurgischem Silizium durch epitaktisches Abscheiden aus einer Metallschmelze. 

Alle diese Verfahren zielen auf eine künftige Verminderung der Herstellungskosten von Solarzellen.

Anne Kreutzmann
© PHOTON, 8. März 2001
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